【文档说明】14.3 热力学定律（练）--2023年高考物理一轮复习讲练测（全国通用）（解析版）.docx，共(28)页，1.286 MB，由envi的店铺上传

转载请保留链接：https://www.doc5u.com/view-1f983606e7003c849a8dea154ab7d76f.html

以下为本文档部分文字说明：

专题14.3热力学定律1．一定质量的理想气体在某一过程中，外界对气体做了4810J的功，气体的内能减少了51.210J，则下列各式中正确的是（）A．454810J1.210J410JWUQ===，，B．455810J1.2

10J210JWUQ==−=−，，C．454810J1.210J210JWUQ=−==，，D．454810J1.210J410JWUQ=−=−=−，，【答案】B【解析】由热力学第一定律UQW=+可知，外界对气体做功则W为正值，气体内能减少则U为负

值，代入热力学第一定律表达式得5210JQ=−故选B。2．下列说法中正确的是（）A．根据热力学第二定律可知，热量不可能从低温物体传到高温物体B．效率为100%的热机不可能制成，是因为违反了能量守恒定律C．不可能从单一热源吸收热量使之完全变成功，而不产生其他影响D．第二类永动机不可能成功的

原因是违反了能量守恒定律【答案】C【解析】A．根据热力学第二定律可知，热量不可能自发地从低温物体传到高温物体，但在以消耗其它能量为代价的条件下，热量也可以从低温物体传到高温物体，故A错误；B．效率为100%的热机不可能制成，没有违反能量守恒定律，但违反了热力学第二定律

，故B错误；C．根据热力学第二定律可知，不可能从单一热源吸收热量使之完全变成功，而不产生其他影响，故C正确；D．第二类永动机不可能成功的原因是违反了热力学第二定律，并不是违反了能量守恒定律，故D错误。故选C。二、多选题3．如图所示，为电冰箱的工作原理示意图；压缩机工作时，强迫制冷

剂在冰箱内外的管道中不断循环，在蒸发器中制冷剂汽化吸收箱体内的热量，经过冷凝器时制冷剂液化，放出热量到箱体外。下列说法正确的是（）A．热量可以自发地从冰箱内传到冰箱外B．电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界，是因为其

消耗了电能C．电冰箱的工作原理违背热力学第一定律D．电冰箱除了将热量从低温热库传到高温热库外，工作过程中所产生的其他一切影响，无论用任何办法都不可能加以消除【答案】BD【解析】C．热力学第一定律是热现象中内能与其他形式能的转化规律，是能量守恒定律的具体表现，适用于所有的热学过程，故C错误；AB

．根据热力学第二定律，热量不能自发地从低温物体传到高温物体，必须借助于其他系统做功，故A错误，B正确；D．压缩机工作时会发热，将一部分电能转化为内能消耗掉，这种影响没法消除，故D正确。故选BD。4．景颇族的祖先发明的点火器如图所示，用牛角

做套筒，木制推杆前端粘着艾绒，猛推推杆，艾绒即可点燃。对筒内封闭的气体，在此压缩过程中的下列说法中正确的是（）A．气体温度升高，压强变大B．气体温度不变，压强变大C．外界对气体做正功，气体内能增加D．气体对外界做正功，气体内能

减少【答案】AC【解析】由于套筒内封闭着一定质量的气体，当猛推推杆时推杆迅速压缩气体，外界对气体做正功。由于这一过程进行得很快，可以看成是一个近似的绝热过程，即整个系统来不及向外界传递热量，由公式UWQ=+在瞬间0Q=0W所以内能增加，则温度升高，气体体积减小，压强增大。故选AC。【点睛】

猛推这一动作的理解，表示作用时间短，套筒内气体来不及与外界发生热传递。5．如图，一定质量的理想气体从状态()000apVT、、经热力学过程abbcca、、后又回到状态a。对于abbc、、ca三个过程，下列说法正确

的是（）A．ab过程中，气体始终吸热B．ca过程中，气体始终吸热C．bc过程中，气体的温度先升高后降低D．ca过程中，气体对外界做功【答案】AC【解析】A．由图示图像可知，ab过程气体体积V不变而压强p增大，由一定质量的理想气体状态方程pVCT=，可知，气体温度升高，气体内能增大，则0

U气体体积不变，外界对气体不做功，由热力学第一定律UWQ=+，可知0QUWU=−=＞气体始终从外界吸收热量，故A正确；B．由图示图像可知，ca过程气体压强p不变而体积V减小，由一定质量的理想气体状态方程pVCT=可知，气体温度T降低，气体内能减小，则0U气体体

积减小，外界对气体做功，则0W由热力学第一定律UWQ=+，可知0QUW=−＜气体始终向外界放出热量，故B错误；C．由图示图像可知，bc过程气体压强p与体积V的乘积pV先增大后减小，由一定质量的理想气体状态方程pVCT=，可知，气体温度T先升高后降低

，故C正确；D．由图像可知，ca过程中，气体对体积减小，外界对气体做功，故D错误。故选AC。6．如图所示，一绝热容器中间有一挡板，右半边封闭有理想气体，左半边是真空。若把挡板抽开，右边气体将向左边膨胀，最后气体

将均匀分布在整个容器中，下列说法正确的是（）A．气体对外做功，内能减小B．气体温度不变，压强减小C．气体分子单位时间对气壁单位面积的碰撞次数减小D．根据热力学第二定律，抽开挡板，挡板左侧气体分子不能全部自发地回到右侧【答案

】BCD【解析】A．挡板抽开后，由于左侧为真空，因此气体不对外做功，容器绝热，根据热力学第一定律得气体的内能不变，A错误；B．对理想气体有内能不变温度不变，根据玻意耳定律，气体体积增大，所以压强减小，B正确；C．温度不变分子平均动能不变，压强减小则

气体分子单位时间对气壁单位面积的碰撞次数减小，C正确；D．根据热力学第二定律可知热力学过程是有方向的，所以挡板左侧气体分子不能全部自发地回到右侧，D正确。故选BCD。三、填空题7．如图所示，一定质量的理想气体由状态a经过等压变化到达状态b，再从状态b经过等

容变化到达状态c。状态a与状态c温度相等。则：气体在状态a的温度______在状态b的温度（选填“小于”“等于”或“大于”），气体在状态a的内能______在状态c的内能（选填“小于”“等于”或“大于”）；从状态b到状态c的过程中，气体______（选填“吸热”或“放热”）。【答案

】小于等于放热【解析】[1]气体从状态a到状态b发生等压变化，根据盖—吕萨克定律知，体积增大，温度升高，所以气体在状态a的温度小于在状态b的温度。[2]理想气体的内能只与温度有关，ac、两状态气体温度相等，内能相等，即气体在状态a的内能等于气体在状态c的内能。[3]气体从b到c的过程，体积不变，

温度降低，内能减少，做功为零，根据热力学第一定律ΔUQW=+应该放出热量。四、解答题8．如图，固定汽缸内由活塞封闭一定质量的气体，开始时活塞处于静止状态，用电热丝对气体加热后活塞缓慢向左移动x，移动过程中活塞与汽缸的摩擦忽略不计，汽缸导热性能

良好，环境温度保持不变。大气压强为0p，活塞面积为S，试分析气体是吸热还是放热，热量为多少？【答案】吸收热量，0pSx【解析】对活塞，由平衡方程可得0pSpS=内所以活塞向左移动过程中，封闭气体压强不变。气体对活塞做功0WpSx=−根据热力学第一定律UWQ

=+由汽缸导热性能良好，环境温度保持不变，气体温度T不变，气体内能不变，即0UWQ=+=所以气体是吸热，吸收热量0QWpSx=−=9．一定质量的理想气体，从状态a开始，经历a→b、b→c、c→a三个过程回到原状态，其p－V图像如图所示。图线ac的反向延长线过坐标原点

O，图线ab平行于V轴，图线bc平行于p轴。已知a状态的气体温度为0T，求：（1）气体在状态c的温度cT；（2）从a到b过程中气体对外做的功abW。【答案】（1）04T；（2）00pV【解析】（1）根据理想

气体状态方程有00000c22pVpVTT=解得c04TT=（2）从a到b过程中气体对外做的功为图线与横轴围成的面积，有()ab0002WpVV=−解得ab00WpV=10．如图所示为一种测量不规则物体体积的装置，该装置由深度为L、

横截面积为S的导热汽缸和厚度不计且密封完好的活塞构成。已知活塞由汽缸顶部释放后，最终会静止在距离汽缸底部1h处。实验时，先将不规则物体放入汽缸内部，再将活塞由汽缸顶部释放，最终可以静止在距离气缸底部2

h的位置。设环境温度保持不变，大气压强为0p，不计活塞与汽缸间的摩擦。求：（1）不规则物体的体积V；（2）测量物体体积的过程中，汽缸内气体向外界释放的热量Q。【答案】（1）211hhLSLh−−；（2）()021pLSLhh−【解析】（1）无论汽缸内是否放待测物体

，根据平衡条件可知，当活塞最终静止时，汽缸内气体的压强相同，设为p。当不放待测物体时，对缸内气体根据玻意耳定律有01pLSphS=①当放入待测物体后，同理有02()()pLSVphSV−=−②联立①②解得211hhVLSLh−=−③（2）设活塞重力为mg，根据平衡条件有0p

SpSmg=+④测量物体体积的过程中，外界对气体做功为02()()WpSmgLh=+−⑤气体经历等温变化，内能不变，根据热力学第一定律可知汽缸内气体向外界释放的热量为QW=⑥联立①④⑤⑥解得()021pLSQLhh=−⑦一、单选题1．（2022·湖北·鄂南高中高三期中）一

定质量的理想气体由状态a变为状态b，再变为状态c，其pV−图像如下图所示。下列说法正确的是（）A．由状态a沿图像变化到状态b气体温度升高B．由状态b沿图像变化到状态c气体温度升高C．由状态a沿图像变化到状态b气体要从外界吸热D．气体在状态c的内能大于在状态

a的内能【答案】B【解析】AC．由状态a沿图像变化到状态b，属于等容变化，根据查理定律可得ababppTT=由状态a沿图像变化到状态b，压强减小，则温度降低，内能减小，气体需要放热，AC错误；B．由状态a沿图像变化到状态b

，属于等圧変化，由盖-吕萨克定律可得bcbcVVTT=由状态a沿图像变化到状态b，体积增大，温度升高，B正确；D．对于一定量的气体而言，则有aaccacpVpVTT=结合图形代入数据可得acTT=理想气体的内能只与温度有关，因此，气体在状态c的

内能等于在状态a的内能，D错误。故选B。2．（2022·广东珠海·高三阶段练习）礼花喷射器原理如图、通过扣动气阀可释放压缩气罐内气体产生冲击，将纸管里填充的礼花彩条喷向高处，营造气氛。在喷出礼花彩条的过程中，罐内气体（）A．分子冲向纸管是分子做热运动B．分子冲

向纸管后能全部自发回到罐内C．通过做功方式改变自身的内能D．分子冲向纸管过程中速率均变大【答案】C【解析】AD．扣动气阀释放压缩气罐内气体产生冲击，气体分子冲向纸管不是分子做热运动的结果，而是气流的定向移动引起的，且分子冲向纸管过程中速率并未均变大，故AD错误；B．根据热力学第二定律可知，

分子冲向纸管后不可能全部自发回到罐内，故B错误；C．在喷出礼花彩条的过程中，罐内的压缩空气对礼花彩条做功，空气的内能转化为礼花彩条的机械能，故C正确。故选C。3．（2022·山东·沂水县第一中学高三开学考试）一定质量的

理想气体状态变化如图所示，其中p1=3p2，V2=4V1，状态1、2对应的温度分别为T1、T2，由状态1变化到状态2（气体外界非真空）的过程中，下列说法正确的是（）A．气体对外做功，温度降低B．气体分子热运动的平均动能不变C．气体内能增加，一定从外界吸收热量D．在单位时间内，器壁

单位面积上受分子撞击的次数增多【答案】C【解析】ABC．根据理想气体状态方程pVCT=，可得21211234pVpVTT=可得1234TT=说明从状态1变化到状态2，气体温度升高，分子平均动能增加，气体内能增加（0U），气体体积变大说明气体对外做功（0W），根据热力学第一定律UQW

=+可知，由于内能增加，说明气体从外界吸收热量（0Q），故AB错误，C正确；D．分子平均动能增加，分子撞击器壁的力增大，由于气体压强减小，故可得器壁上单位面积上在单位时间内受分子撞击的次数减少，故D错误。故选C。4．（2022·湖北·武汉市第一中学高三开学考试）如图，一定质量

的理想气体从状态A开始，经历两个状态变化过程，先后到达状态B和C。下列说法正确的是（）A．AB→过程，所有气体分子热运动速率都增大B．整个过程中，气体分子的平均动能先减小后增大C．BC→过程，气体吸收的热量大于气体内能的增加量D．AB→过程，气体吸收的热量大于对外界所做的功【答案】D【解

析】A．AB→过程，等压变化，体积增大，温度升高，气体分子热运动的平均速率增大，故A错误；C．BC→过程，气体等容变化，压强减小，温度降低，内能降低，体积不变，气体没有做功，根据热力学第一定律可知，气体一定向外放出热量，故C错误；B．AB→过程，温度升高，BC→

过程，温度降低，整个过程中，气体分子的平均动能先增大后减小，故B错误；D．AB→过程，等压变化，温度升高，内能增大，气体体积增大，对外做功，根据热力学第一定律可知，气体从外界吸收的热量大于气体对外界做的功，故D正确。故选D。二、多选题5．（202

2·四川绵阳·一模）一定量的理想气体从状态a开始，经历三个过程ab、bc、ca回到原状态，其pV−图像如图所示。整个过程中，气体在（）A．状态a时的分子平均动能最小B．状态b时的内能最小C．ab过程中，温度不断下降D．b

c过程中的始末状态，容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数减少E．ca过程中，外界对气体做功100J【答案】ADE【解析】A．根据理想气体状态方程有aabbccabcpVpVpVTTT==结合图像可知abcTTT=理想气体的平均动能由

温度决定，状态a的温度最低，则状态a时的分子平均动能最小，A正确；B．理想气体的内能由温度决定，状态a的温度最低，则状态a时的内能最小，B错误；C．ab过程中，体积不变，压强增大，则温度升高，C错误；D．由于bcTT=则b

c过程中的始末状态，体积逐渐增大，压强逐渐减小，温度不变，则容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数减少，D正确；E．ca过程中，体积减小，外界对气体做功为()5330.510310110J=100JW−−=−E正确。故选ADE。6．（2022·天津

市教育招生考试院高三期中）下列说法正确的是（）A．小昆虫能站在水面上是由于液体表面张力的缘故B．第二类永动机不可能制成，是因为它违背了能量守恒定律C．分子间距离增大时，分子间引力和斥力以及分子间作用力的合力均减小D．晶体

熔化时要吸热而温度保持不变，说明晶体在熔化过程中分子势能增加【答案】AD【解析】A．小昆虫能站在水面上是由于液体表面张力的缘故，选项A正确；B．第二类永动机不可能制成，是因为它违背了热力学第二定律，但不违背能量守恒定律，选项B错误；C．分子间

距离增大时，分子间引力和斥力均减小；当r<r0时分子间作用力的合力随分子间距离增大而减小；当r>r0时分子间作用力的合力随分子间距离增大先增加后减小，选项C错误；D．晶体熔化时要吸热而温度保持不变，分子平均动能不变，说明晶体在熔化过程中分子势能增加，选项D正确。故选AD。7．（2022·天津

市武清区天和城实验中学高三阶段练习）下列说法正确的是（）A．图甲中的酱油蛋是布朗运动的结果B．图乙中的水黾可以停在水面，是因为水的表面张力C．图丙中两种材料上的酱油滴，从形状可以看出酱油与左边材料浸润，与右边材料不浸

润D．图丁中电冰箱能把热量从低温的箱内传到高温的箱外，违背了热力学第二定律【答案】BC【解析】A．图甲中的酱油蛋是扩散运动的结果，故A错误；B．图乙中的水黾可以停在水面，是因为表面张力的结果，故B正确

；C．图中两种材料上的酱油滴，从形状可以看出酱油与左边材料浸润，与右边材料不浸润，故C正确；D．图丁中电冰箱能把热量从低温的箱内传到高温的箱外，该过程引起了外界的变化，消耗了电能，并不违背热力学第二定律，

故D错误。故选BC。三、填空题8．（2022·福建省宁化第一中学高三阶段练习）一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，再变化到状态C，最后从状态C变化到状态A。其状态变化过程的P—V图像如图所示。已知该气体在状态A时的温度为27℃。则该气体在状态B时的温度为_______

___℃。在气体从状态B到状态C的过程中，外界对气体做__________功（填“正”或者“负”）。在气体从状态C到状态A的过程中，气体__________（填“吸热”或者“放热”）【答案】-173负放热【解析

】[1]气体从状态A到状态B的过程为等容变化，根据查理定律ABABppTT=解得100K173CBT==−[2]气体从状态B到状态C的过程为等压变化，体积增大，外界对气体做负功；[3]气体从状态B到状态C的过程为等

压变化，根据盖吕萨克定律CBBCVVTT=解得300KCT=CT与AT相等，则气体在状态C和状态A的内能相等，而气体从状态C到状态A的过程中，体积减小，外界对气体做正功，所以根据热力学第一定律，该过程气体放热。9．（2022·

河南安阳·模拟预测）如图所示为一定质量的理想气体发生状态变化时的p-V图像，图像中的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ对应理想气体的三个不同状态，坐标分别是Ⅰ（1，4）、Ⅱ（4，1）、Ⅲ（4，4），理想气体按照图中箭头所示由Ⅰ

→Ⅱ→Ⅲ→Ⅰ完成一个循环。当理想气体由Ⅰ→Ⅱ过程中，气体分子的平均动能______（填“先增大后减小”“先减小后增大”或“不变”）；由Ⅱ→Ⅲ过程中，气体______（填“吸收”或“放出”）热量；由Ⅲ→Ⅰ过程中，气体放出的热量______（填“大于”“小于”

或“等于”）外界对气体做的功。【答案】先增大后减小吸收大于【解析】[1]对于一定质量的理想气体，有pVCT=由状态Ⅰ到状态Ⅱ，根据图像可知，pV先增大后减小，则气体的温度先增大后减小，所以气体分子的平均动能先增大后减小；[2

]由状态Ⅱ到状态Ⅲ，气体做等容变化，压强增大，温度升高，气体的内能增大，吸收热量；[3]由状态Ⅲ到状态Ⅰ，气体做等压变化，体积减小，温度减低，外界对气体做正功，同时气体内能减小，根据热力学第一定律可知，气体放出的热量应大于外界对气体做的功。10．（2022·福建·上杭一中模拟预测）如图，导热性

能良好的汽缸固定在水平地面上，用活塞将一定质量理想气体密闭在汽缸中，活塞与汽缸间摩擦不计，大气压强为p0。若环境温度缓慢降低10℃，活塞缓慢向左移动一段距离，汽缸内气体体积减小ΔV，则相对温度降低前，汽

缸内气体对单位面积汽缸壁在单位时间内的碰撞次数___________（选填“增加”、“减少”或“不变”），汽缸内气体放出的热量___________（选填“大于“、“小于“或“等于“）0ΔpV。【答案】增加大于【解析】（1）[1]根据题意

可知汽缸内气体做等压变化，由于温度降低，分子平均动能减小，但压力要不变，故汽缸内气体对单位面积汽缸壁在单位时间内的碰撞次数增加。（2）[2]汽缸内气体温度降低、内能减少，根据热力学第一定律可知0ΔΔUWQWpV=+=，由于气体体积减小，外界对气体做功，则0W，而气体温度降低，则Δ0

U，所以汽缸内气体放出的热大于外界对气体所做的功，即大于0ΔpV。11．（2022·福建省福州第一中学模拟预测）某充气式座椅简化模型如图所示，导热良好的两个汽缸C、D通过活塞分别封闭质量相等的两部分同种理想气体A、B，活塞通过轻弹簧相连，静置在水平面

上。已知两个汽缸C、D的质量均为M（汽缸壁的厚度不计），大气压强为p0，重力加速度大小为g，初始时环境温度为T0，被封闭气体高度均为L，活塞的横截面积为S、质量和厚度不计，弹簧始终在弹性限度内，活塞始终未脱离汽缸，不计活塞与气缸之间的摩擦。则初始时B气体的压强P

B=___________；若环境温度缓慢升至1.2T0，A、B气体总内能增加ΔU，则A气体从外界吸收的热量Q=___________。【答案】0MgpS+0Δ0.22UMgpLS++【解析】[1]初始时A、B气体压强相等，对气缸C进行受力分析

可得A0pSpSMg=+得到A0BMgpppS=+=[2]环境温度升高，A、B气体压强均不变，气体发生等压变化00xLSLS=T1.2T1.2xLL=则外界对A、B做功为()A0=20.4xMgWpLLpLS−−=−+

由热力学第一定律ΔU=W+Q则A气体从外界吸收的热量为0Δ==0.222QUMgQpLS++总四、解答题12．（2022·广东·仲元中学高三阶段练习）如图所示，由导热材料制成的汽缸长为l0、横截面积为S，活塞封

闭了一定质量的理想气体，活塞上方有质量为m的液体，活塞质量和厚度均不计，活塞与汽缸壁之间的摩擦也可以忽略。现将一细管插入液体，开始时从细管一端抽气，通过虹吸最后能使活塞上方液体逐渐流出。当液体全部流出的时候，活塞恰好到达汽缸的顶部。已知大气压强为p0，环境温度保持不变，求：（1

）初始状态气体柱的压强与长度；（2）在液体全部流出的过程中，气体吸收热量还是放出热量。【答案】（1）10mgppS=+，000plSpSmg+；（2）吸收热量【解析】（1）初始状态，系统受力平衡，有10pSpSmg=+于是10mgppS=+汽缸内气体做等温变化初态10

mgppS=+11VlS=末态20pp=20VlS=根据玻意耳定律得1122pVpV=即1100plSplS=联立解得0000110plplSlppSmg==+（2）在此过程中，气体体积增大，气体对外界做功W<0，环境温度保持不变，内能不变0U=，由热力学第

一定律UQW=+得0Q，气体吸收热量。13．（2022·重庆南开中学高三阶段练习）如题图所示，在一横截面积为S的竖直玻璃管内封闭着A、B两部分理想气体，中间用水银柱隔开，玻璃管导热且粗细均匀。玻璃管竖直静止时，A部分气柱长度为3L，压强为p0，B部分气柱长度为5L，水银柱产生的压强

为，00.8p己知大气压强为p0，环境温度保持不变。求：（1）若将玻璃管沿竖直面缓慢转过90°，待稳定后，气体A的压强；（2）若在该竖直玻璃管装有气体A的顶端开一小孔，再缓慢加热气体B，当气体B从外界吸收的热量为Q时，水银柱刚好上升L，该过程中气体B内能的增加

量。【答案】（1）01.5p；（2）01.8QpLS−【解析】（1）由玻意耳定律，对气体A0A3LSppLS=对气体B0B51.8LSppLS=且AB8LLL+=解得气体A压强为01.5pp=（2）

对气体B，内能增加量UQW=+01.8WpLS=−解得01.8UQWQpLS=+=−14．（2022·广东广州·模拟预测）如图所示，导热气缸开口向右水平放置，缸内活塞密闭效果良好且能无摩擦滑动。开始时活塞在

虚线位置静止（状态I），封闭气体体积为V=1L，通过给缸体缓慢加热，气体膨胀至体积加倍（状态Ⅱ），此时气缸内壁的卡销自动开启，同时停止加热，待气缸慢慢冷却至环境温度（状态Ⅲ）。若封闭气体可视为理想气体，环境温度为27℃，外界大气压强为p0=1.0×105Pa。求：（1）

请在坐标图上画出封闭气体的压强p随热力学温度T的变化图像，并通过计算说明作图所需的关键状态参量；（2）若给缸体缓慢加热的过程，气体吸收的热量为Q=220J，则在气缸冷却的过程气体放出的热量是多少？【答案】（1）见解析；（2）120J【解析】（1）状态I状态参

量：体积：1LV=，温度：1273K27300KT=+=，压强：5101.010Papp==状态Ⅱ状态参量：体积：22LV=；由于等压膨胀5211.010Papp==由等压变化规律1212VVTT=解得21

2600KTT==状态Ⅲ状态参量：3300KT=，体积：322LVV==由等容变化可知3223ppTT=可得53210.510Pa2pp==封闭气体的压强p随热力学温度T的变化图像为（2）加热过程由热力学第一定律111UWQ=+外界做功531111.0

10110J100JWpV−=−=−=−又1220JQ=，可得1120JU=气缸冷却过程是等容变化，则20W=内能变化21120JUU=−=−由222UWQ=+，可得2120JQ=−则在气缸冷却的过程气体放出的热量120J。一、单选题1．（2022·重庆·高考真题）2

022年5月15日，我国自主研发的“极目一号”Ⅲ型浮空艇创造了海拔9032米的大气科学观测世界纪录。若在浮空艇某段上升过程中，艇内气体温度降低，体积和质量视为不变，则艇内气体（）（视为理想气体）A．吸收热量B．压强增大C．内能减小D．对外做负功【答案

】C【解析】由于浮空艇上升过程中体积和质量均不变，则艇内气体不做功；根据pVCT=可知温度降低，则艇内气体压强减小，气体内能减小；又根据UWQ=+可知气体放出热量。故选C。2．（2022·江苏·高考真题）如图所示，一定质量的理想气体分别经历ab→和

ac→两个过程，其中ab→为等温过程，状态b、c的体积相同，则（）A．状态a的内能大于状态bB．状态a的温度高于状态cC．ac→过程中气体吸收热量D．ac→过程中外界对气体做正功【答案】C【解析】A．由于a→b的过程为等温过程，即状态a

和状态b温度相同，分子平均动能相同，对于理想气体状态a的内能等于状态b的内能，故A错误；B．由于状态b和状态c体积相同，且bcpp，根据理想气体状态方程bbccbcpVpVTT=可知bcTT，又因为abTT=，故acTT，故B错误；CD．因为a→c过

程气体体积增大，气体对外界做正功；而气体温度升高，内能增加，根据UWQ=+可知气体吸收热量；故C正确，D错误；故选C。3．（2022·辽宁·高考真题）一定质量的理想气体从状态a变化到状态b，其体积V和热力学温度T变化图像如图所示，

此过程中该系统（）A．对外界做正功B．压强保持不变C．向外界放热D．内能减少【答案】A【解析】A．理想气体从状态a变化到状态b，体积增大，理想气体对外界做正功，A正确；B．由题图可知V=V0+kT根据理想气体的状态方程有pVCT=联立有0CpVkT=+可看出T增大，p增大，

B错误；D．理想气体从状态a变化到状态b，温度升高，内能增大，D错误；C．理想气体从状态a变化到状态b，由选项AD可知，理想气体对外界做正功且内能增大，则根据热力学第一定律可知气体向外界吸收热量，C错误。故选A。4．（2022·湖北·高考真题）

一定质量的理想气体由状态a变为状态c，其过程如p—V图中a→c直线段所示，状态b对应该线段的中点。下列说法正确的是（）A．a→b是等温过程B．a→b过程中气体吸热C．a→c过程中状态b的温度最低D．a→c过程中外界对气体做正功【答案】B【解析】AB．根

据理想气体的状态方程pVCT=可知a→b气体温度升高，内能增加，且体积增大气体对外界做功，则W<0，由热力学第一定律U=W+Q可知a→b过程中气体吸热，A错误、B正确；C．根据理想气体的状态方程pVCT=可知，p—V图像的坐标值的乘积反映温度，a状态和c状态的坐标值的乘积相等，而中间状态

的坐标值乘积更大，a→c过程的温度先升高后降低，且状态b的温度最高，C错误；D．a→c过程气体体积增大，外界对气体做负功，D错误。故选B。5．（2022·山东·高考真题）如图所示，内壁光滑的绝热气缸内用绝热活塞封闭一定质量的理想气体，初始时气缸开口向上放置，活塞处于静止状态，将气缸缓慢转动90

过程中，缸内气体（）A．内能增加，外界对气体做正功B．内能减小，所有分子热运动速率都减小C．温度降低，速率大的分子数占总分子数比例减少D．温度升高，速率大的分子数占总分子数比例增加【答案】C【解析】初始时气缸开口向上，活塞处于平衡状态，气缸内外气体对活塞的压力差与活塞的

重力平衡，则有()10ppsmg−=气缸在缓慢转动的过程中，气缸内外气体对活塞的压力差大于重力沿气缸壁的分力，故气缸内气体缓慢的将活塞往外推，最后气缸水平，缸内气压等于大气压。AB．气缸、活塞都是绝热的，故缸内气体与外界没有发生热传递，气缸内气体压强作用将活塞往外推，气体对外做

功，根据热力学第一定律UQW=+得：气体内能减小，故缸内理想气体的温度降低，分子热运动的平均速率减小，并不是所有分子热运动的速率都减小，AB错误；CD．气体内能减小，缸内理想气体的温度降低，分子热运动的

平均速率减小，故速率大的分子数占总分子数的比例减小，C正确，D错误。故选C。二、多选题6．（2022·湖南·高考真题）利用“涡流效应”可实现冷热气体的分离。如图，一冷热气体分离装置由喷嘴、涡流室、环形管、分离挡板和冷热两端管等构成。高压氮气由喷嘴切向流入涡流室中，然后以螺旋方式在

环形管中向右旋转前进，分子热运动速率较小的气体分子将聚集到环形管中心部位，而分子热运动速率较大的气体分子将聚集到环形管边缘部位。气流到达分离挡板处时，中心部位气流与分离挡板碰撞后反向，从A端流出，边缘部位气流从B端流出。下列说法正确的是（）A．A

端为冷端，B端为热端B．A端流出的气体分子热运动平均速率一定小于B端流出的C．A端流出的气体内能一定大于B端流出的D．该装置气体进出的过程满足能量守恒定律，但违背了热力学第二定律E．该装置气体进出的过程既满足能量守恒定律，也满足热力学第二定律【答案】ABE【解析】A.依题意，中心部

位为热运动速率较低的气体，与挡板相作用后反弹，从A端流出，而边缘部份热运动速率较高的气体从B端流出；同种气体分子平均热运动速率较大、其对应的温度也就较高，所以A端为冷端、B端为热端，故A正确；B．依题意，A端流出的气体分子热运动速率较小，B端流出的气体分子热运动速率较大，所以

从A端流出的气体分子热运动平均速度小于从B端流出的，故B正确；C．A端流出的气体分子热运动速率较小，B端流出的气体分子热运动速率较大，则从A端流出的气体分子平均动能小于从B端流出的气体分子平均动能，内能的多少还与分子数有关；依题意，不能得出从A端流出的气体内能一定大

于从B端流出的气体内能，故C错误；DE．该装置将冷热不均气体的进行分离，喷嘴处有高压，即通过外界做功而实现的，并非是自发进行的，没有违背热力学第二定律；温度较低的从A端出、较高的从B端出，也符合能量守恒定律，故D错误，E正确。故选ABE。7．（2022·全国·高考真题）一定量的理

想气体从状态a变化到状态b，其过程如pT−图上从a到b的线段所示。在此过程中（）A．气体一直对外做功B．气体的内能一直增加C．气体一直从外界吸热D．气体吸收的热量等于其对外做的功E．气体吸收的热量等于其内能的增加量【答案】BCE【解析】A．因从a到b的p—T图像过原点，由pVCT=可知从a到b

气体的体积不变，则从a到b气体不对外做功，选项A错误；B．因从a到b气体温度升高，可知气体内能增加，选项B正确；CDE．因W=0，∆U>0，根据热力学第一定律∆U=W+Q可知，气体一直从外界吸热，且气体吸收的热量等于内能增加量，选项CE正确

，D错误。故选BCE。8．（2022·全国·高考真题）一定量的理想气体从状态a经状态b变化到状态c，其过程如TV−图上的两条线段所示，则气体在（）A．状态a处的压强大于状态c处的压强B．由a变化到b的过程中，气体对外做功C．由b变化到c的过程中，气体的压强不变D．由a变化到

b的过程中，气体从外界吸热E．由a变化到b的过程中，从外界吸收的热量等于其增加的内能【答案】ABD【解析】AC．根据理想气体状态方程可知pTVnR=即TV−图像的斜率为pnR，故有abcppp=故A正确，C错误；B．理想气体由a变化到b的过程中，因体积增大，则气体对外做功，故B正确；DE．理想

气体由a变化到b的过程中，温度升高，则内能增大，由热力学第一定律有UQW=+而0U，0W，则有UQW=−可得0Q，QU即气体从外界吸热，且从外界吸收的热量大于其增加的内能，故D正确，E错误；故选ABD。三、填空题9．（2022·广东·高考真题）利用空调

将热量从温度较低的室内传递到温度较高的室外环境，这个过程__________（选填“是”或“不是”）自发过程。该过程空调消耗了电能，空调排放到室外环境的热量__________（选填“大于”“等于”或“小于”）从室内吸收的热量。【答案】不是大于【解析】[1]空调将热

量从温度低的室内传递到温度较高的室外，这个过程要消耗电能，不是自发的过程；[2]由于空调的压缩机做功，使得空调排放到室外环境的热量大于从室内吸收的热量。10．（2022·河北·高考真题）如图，绝热密闭容器中装有一定质量的某种理想气体和一

个充有同种气体的气球。容器内温度处处相同。气球内部压强大于外部压强。气球慢慢漏气后，容器中气球外部气体的压强将______（填“增大”“减小”或“不变”）；温度将______（填“升高”“降低”或“不变”）。【答案】增大升高【解析】[

2]假设气球内部气体和气球外部气体的温度不变，当气球内部的气体缓慢释放到气球外部，气球内部气体压强大于外部气体压强，根据玻意尔定律pVC=可知气球内的气体释放到外部时体积增大，相当于容器的体积增大；而容器的体积无法改变，所以将假

设扩大体积的容器绝热压缩到原来容器的体积即可，气体绝热压缩，与外界无热交换，即0Q=，外界对气体做功，即0W，根据绝热情况下的热力学第一定律=UW可知气体内能增加，温度T升高；[1]气体温度T升高，根据理想气体实验定律pVCT=可知气体压强p增大。四、解答题11．（2021·江苏·高

考真题）如图所示，一定质量理想气体被活塞封闭在气缸中，活塞的面积为S，与气缸底部相距L，气缸和活塞绝热性能良好，气体的压强、温度与外界大气相同，分别为0p和0t。现接通电热丝加热气体，一段时间后断开，活塞缓慢向右移动距离L后停止，活塞与气缸间的滑动摩擦为f，最大静

摩擦力等于滑动摩擦力，整个过程中气体吸收的热量为Q，求该过程中（1）内能的增加量U；（2）最终温度T。【答案】（1）()0UQpSfL=−+；（2）()0002pSfTtpS+=【解析】（1）活塞移动时受力平衡10pSpSf=+气体对外界做功1WpSL=根据热力学第一定律UQW=−

解得()0UQpSfL=−+（2）活塞发生移动前，等容过程0101pptt=活塞向右移动了L，等压过程121VVtT=且212VV=解得()0002pSfTtpS+=